KAJIAN EKSPERIMENTAL EFEK-EFEK TERMO-MEKANIK PADA MAINCHAIN LIQUID CRYSTAL ELASTOMER (MCLCE) YANG DIBERI BEBAN DENGAN FUNGSI CROSS-LINKER; EXPERIMENTAL STUDY OF THERMO-MECHANICAL EFFECTS ON LOADED MAIN-CHAIN LIQUID CRYSTAL ELASTOMER (MCLCE) BY FUNCTIONS OF CROSS-LINKER

Titin Sharfina, Yusril Yusuf

2012 | Skripsi | PROGRAM STUDI FISIKA

Liquid Crystal Elastomer (LCE) merupakan soft material yang mempunyai dua kombinasi yaitu liquid crystal (mesogen) dan sifat elastik dari jaringan-jaringan polimer. Kombinasi kedua sifat tersebut dapat menjadikan LCE diprediksikan menjadi bahan dasar sebagai otot buatan. Terdapat dua tipe LCE antara lain Side Chain Liquid Crystal Elastomer (SCLCE) dan Main Chain Liquid Crystal Elastomer (MCLCE). Telah banyak dilakukan penelitian mengenai SCLCE namun efek-efek masih relatif kecil sehingga diperlukan penelitian dengan tipe LCE yang lain agar mendapatkan efek-efek yang lebih besar sebagai bahan dasar yang tepat untuk otot buatan. MCLCE salah satu tipe LCE yang diprediksikan lebih tepat digunakan sebagai otot buatan. Penelitian mengenai kajian efek-efek termo-mekanik pada Main Chain Liquid Crystal Elastomer (MCLCE) difokuskan pada tiga konsentrasi cross-linker yang berbeda yaitu 12%, 14%, dan 16%. Ketika dilakukan pemanasan, panjang MCLCE semakin menyusut (kontraksi) sejajar dengan arah direktur (sumbu-x). Sedangkan panjang MCLCE yang tegak lurus dengan arah direktur (sumbu-y) mengalami pertambahan panjang (ekpansi). Panjang MCLCE berubah drastis ketika suhu transisi nematik isotropik, Tni pada masing-masing konsentrasi crosslinker MCLCE~12,14,16 secara berturut-turut adalah 101oC, 102oC, dan 90oC. Pada saat suhu inilah terjadi kontraksi maksimum maupun ekspansi maksimum. Perubahan volume merupakan efek-efek termo-mekanik yang dihasilkan dari penelitian ini. Secara umum, perubahan volume akibat variasi suhu pada MCLCE-12,14 mengalami sedikit perubahan setelah suhu Tni, dan MCLCE-16 mengalami perubahan yang signifikan ketika menuju suhu Tni maupun setelahnya. Shape anisotropi juga merupakan bagian dari efek-efek termo-mekanik pada MCLCE. Shape anisotropi semakin kecil saat proses pemanasan dan bahkan nilainya mencapai nol. Ada efek-efek termo-mekanik lain yang juga dihasilkan dalam penelitian ini. Efek itu berkaitan dengan perubahan stress dan perubahan strain, sehingga pada perubahan itu menghasilkan nilai modulus elastisitas MCLCE. Nilai modulus elastisitas bergantung terhadap peningkatan konsentrasi cross-linker.

Kata Kunci : Main Chain Liquid Crystal Elastomer (MCLCE), efek-efek termomekanik, cross-linker, diberi beban